МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНИИПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА
ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ
«ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ»

 

РУКОВОДЯЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

ПРАВИЛА
проектирования вентиляции кабельных
тоннелей РТМ 34-254-75

 

РД 34.21.123

 

 

 

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Основными вредностями в кабельных тоннелях являются тепловыделения от кабелей. В случае пожара - вредностями являются продукты горения и распыляемые пожаротушащие вещества.

1.2. Кабельные тоннели по условиям пожаробезопасности секционируются на отсеки при помощи перегородок с расстоянием между ними в пределах до 150 м.

1.3. Во всех приточных и вытяжных камерах должны устанавливаться противопожарные клапаны, снабженные конечными выключателями, предназначенными для аварийного их закрывания в случае возникновения пожара.

Извещатели пожара, устанавливаемые в проходных и полупроходных кабельных тоннелях, должны давать импульс на включение электромагнитов противопожарных клапанов и на выключатели вентиляторов.

После погашения пожара в кабельном тоннеле, вручную включается вентилятор и открываются противопожарные клапаны в приточной и вытяжной камерах.

1.4. Максимальная температура воздуха в кабельных тоннелях не должна превышать 40 °С. Минимальная температура, а также относительная влажность воздуха в тоннелях не регламентируются.

1.5. В кабельных подземных тоннелях, прокладываемых вне главного здания, поглощение теплоизбытков и обеспечение максимально допустимой температуры воздуха в тоннеле (не выше 40 °С) следует осуществлять за счет потерь тепла ограждающими конструкциями в грунт, а также за счет приточно-вытяжной системы вентиляции с естественным или механическим побуждением. При условии, когда тепловыделения кабелей полностью компенсируются теплопотерями ограничений в грунт, вентиляцию тоннелей предусматривать не следует.

Необходимость устройства вентиляции с механическим побуждением устанавливается теплотехническим и аэродинамическим расчетом.

1.6. Теплопотери ограждениями в грунт тоннелей, прокладываемых в помещении главного корпуса в тепловом балансе тоннеля учитывать не следует.

1.7. При вентиляции с механическим побуждением вентиляторный агрегат можно размещать как в приточной, так и в вытяжной камере. Но в целях экономии электроэнергии, а также для создания более благоприятного теплового режима работы электродвигателя (при размещении вентагрегата в приточной камере электродвигатель омывается воздухом с более низкой температурой), вентиляторный агрегат, при прочих равных условиях, предпочтительнее располагать в приточной камере.

1.8. В целях обеспечения возможности работы вентиляционной системы с механическим побуждением в режиме естественного побуждения, разность между высотой вытяжной и приточной решетками должна быть не менее 3 м.

Высота от поверхности земли до низа приточной решетки должны быть не менее 1 м.

1.9. Осевые вентиляторы механической системы вентиляции должны быть сблокированы с датчиками температуры, устанавливаемыми в отсеке (вблизи вытяжной камеры). Вентилятор автоматически отключается при понижении температуры воздуха в тоннеле ниже минимальной, установленной для данного климатического района.

Эта температура для каждого климатического района приводится в табл. 3 (графа 5).

При повышении температуры воздуха в тоннеле на 5 °С выше минимальной, вентилятор автоматически вновь включается в работу. При отключении вентагрегата вентиляция тоннеля должна осуществляться естественным путем.

2. РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ КАБЕЛЬНЫХ ТОННЕЛЕЙ

2.1. В целях уменьшения мощности вентиляторного агрегата и улучшения температурного режима в подземных кабельных тоннелях, тепловой баланс кабельного тоннеля следует заполнять с учетом круглогодичной работы вентиляции.

2.2. Количество тепловой энергии, выделяемой кабелями в тоннеле, следует определять по формуле:

О_тв = 860 N, ккал/ч на 1 м трассы                                          (1)

2.3. Теплопотери ограждениями тоннеля в грунт на 1 м трассы тоннеля определяются по формуле:

                                           (2)

2.4. Теплоизбытки в тоннеле определяются по формуле:

О_изб = О_тв - О_огр; ккал/ч на 1 м                                                 (3)

2.5. Количество приточного воздуха, необходимое для поглощения теплоизбытков в тоннеле следует определять по формуле:

а) без учета круглогодичной работы вентиляции на 1 м трассы тоннеля:

                                       (4)

б) с учетом круглогодичной работы вентиляции на 1 м трассы тоннеля:

                                                     (5)

Методика расчета теплопотерь ограждениями тоннеля в грунт приведена в приложении 1.

Методика расчета потребного количества приточного воздуха с учетом круглогодичной работы вентиляции тоннеля приведена в приложении 2.

2.6. Для облегчения расчетов при проектировании вентиляции кабельных подземных тоннелей конкретных объектов, в табл. 1 приведены усредненные показатели теплопотерь ограждениями тоннеля сечением 1,8×2,1 (h) м, а также показатели по воздухообмену для различных климатических районов.

Таблица 1

Теплопотери ограждениями тоннеля в грунт и расчетное количество вентиляционного воздуха для поглощения теплоизбытков

ПРИМЕЧАНИЯ: 1. В конкретных проектах при подсчете количество приточного воздуха, необходимого для поглощения теплоизбытков в тоннеле, показатели графы 6 табл. 1 следует умножать на мощность (выраженную в квт), теряемую кабелями.

2. Показатели, приведенные в табл. 1 подсчитаны для климатических районов, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные усредненные параметры наружного воздуха различных климатических районов

Таблица 3

Расчетные усредненные параметры воздуха в кабельном тоннеле, подсчитанные для различных климатических районов

ПРИМЕЧАНИЯ: 1. Максимальная температура воздуха в тоннеле принята = 40 °С.

2. Продолжительность периода с температурой наружного воздуха, превышающей минимальную температуру воздуха в тоннеле, соответствует суммарной продолжительности работы вентиляционной системы с механическим побуждением.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛОПОТЕРЬ ОГРАЖДЕНИЯМИ КАБЕЛЬНОГО ТОННЕЛЯ В ГРУНТ

Теплопотери ограждениями следует рассчитывать по методике, разработанной военно-инженерной Академией им. Куйбышева (3). Этот метод учитывает условия нестационарного теплообмена между заглубленными ограждениями тоннеля и грунтом.

Теплопотери заглубленными ограждениями определяются по формуле:

                                                    (7)

Величина сопротивления теплопередаче ограждения тоннеля и прилегающего грунта является величиной переменной и изменяется в зависимости от периода прогрева массива.

Сопротивление теплопередаче зависит также от физических параметров массива, а также от геометрической формы поверхности теплообмена (тоннеля) и определяется по формуле

                                          (8)

Формфактор, учитывающий геометрическую форму тоннеля, определяется по формуле:

                                                       (9)

Температуру грунта на расчетной глубине следует принимать по метеорологическим данным. В приложении 3 приведены данные о средней температуре грунта за август на глубинах 0,8; 1,6; 2,4 и 3,2 м от поверхности земли для ряда населенных пунктов, преимущественно южных районов. Этими данными следует пользоваться при расчете теплопотерь ограждениями.

Для пунктов, не приведенных в приложении 3 и при отсутствии данных о температуре грунта, можно пользоваться формулой:

                                         (10)

Поправку (Δt) к температуре, зависящей от толщины и продолжительности стояния снежного покрова можно принимать по табл. 4.

Величину «y», характеризующую границы колебаний температуры грунта в верхних слоях земной коры от воздействия солнечной радиации при определении максимальной температуры грунта следует принимать со знаком плюс, при определении минимальной температуры - со знаком минус.

Для различных климатических районов величину «y» следует определять по табл. 5.

Величина поправки к температуре грунта для различных климатических районов, зависящая от толщины и продолжительности стояния снежного покрова

ВЕЛИЧИНА «y» ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЛУБИН

Приложение 2

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВОЗДУХООБМЕНА В КАБЕЛЬНЫХ ТОННЕЛЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ ТЕПЛОВЫХ ВОЛН (4)

В силу сезонных изменений температуры приточного воздуха наиболее неблагоприятными с точки зрения обеспечения удаления тепла из тоннелей являются летние месяцы с высокой температурой наружного воздуха. В этот период объём вентиляционного воздуха, рассчитанный на удаление тепловыделений, будет наибольшим.

Однако, расход вентиляционного воздуха может быть значительно уменьшен, если правильно учесть способность окружающего грунта аккумулировать тепло.

В летний период, когда температура воздуха в тоннеле выше температуры окружающего грунтового массива, значительная часть тепла, выделяемого в тоннеле, аккумулируется грунтом с повышением его температуры.

В зимнее время, напротив, температура воздуха в тоннеле должна быть ниже температуры грунта. В этом случае происходит отдача тепла в воздух тоннелей от прогретого летом грунта и понижение его температуры.

Через год после начала эксплуатации кабельного тоннеля колебания температуры воздуха в тоннеле и ограждения тоннеля будут происходить около одного и того же среднего значения, т.е. будет иметь место равенство

t^сг_в ≈ t^сг_огр.

 

СОДЕРЖАНИЕ